【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于雷達輻射源信號脈內分析，具體涉及一種復雜條件下魯棒性常規雷達信號識別方法。
技術介紹
1、隨著雷達技術的不斷發展，新體制、新用途雷達不斷投入使用，雷達信號波形調制系統也在不斷提高和完善，對應的雷達調制類型越來越多，信號形式愈加復雜，調制參數也趨于捷變多樣。在此情況下，信號識別難度日益加大，特別是雷達信號脈內調制類型的識別面臨更大挑戰。傳統的調制識別算法可識別的信號類型有限，無法適應目前日益多樣的信號類型和日益復雜的信號環境，更無法滿足在傳輸接收環節非理想因素帶來的信噪比低、存在干擾信號、傳輸條件變化、信號參數變化等復雜條件下魯棒性精確識別的需求。
2、以往雷達信號脈內調制識別思路是計算某一或某些指標參數值，然后按照預設的規則結合參數情況依次從設定諸多備選類型中進行判定。例如，計算信號譜峰個數以區分常規雷達信號和頻移鍵控fsk信號，若為fsk信號，則再進一步判斷是哪一種fsk。
3、現有雷達調制識別方法較多，常用方法包括時域分析法、頻域分析法、時頻分析法和高階統計方法等(唐燕.雷達信號參數偵測與脈內識別[d].電子科技大學,2021、劉方建,李賀,陳云帆,等.基于雷達信號脈內調制識別的算法仿真與驗證[j].青島大學學報(工程技術版)2023.38(2):68–74.)。時域分析法主要是指瞬時自相關法，通常情況下利用瞬時相位和瞬時頻率曲線以及相應的自相關。這類方法需提取信號瞬時幅度、無混疊瞬時相位和瞬時頻率，瞬時相位和瞬時頻率對噪聲較為敏感，因而該方法對信噪比要求較高。頻域分析法中包括頻譜分析法
4、在諸多信號類型中，常規雷達信號(又稱為ns信號)結構最簡單，具有明顯特征，只包含單一頻率成分，在實際中應用最為廣泛。在分析雷達信號脈內調制類型時，若在第一時間就能準確識別出常規雷達信號，則能夠大幅節約處理時間，縮短處理流程，即直接對常規雷達信號進行確認。
5、理想情況下ns信號的瞬時頻率是平穩光滑的直線，但是在實際應用中受噪聲、干擾等影響后相位、頻率均會發生一定的變化，瞬時頻率存在隨機性波動以及毛刺，直接確認難度較大。而以往僅僅通過對信號頻域譜峰計數的方法難以直接確認，從而進入后續流程中會誤判為其他類型，且增加了處理時間(李明晏,張魯筠,江銘炎,等.復雜脈內調制雷達信號的識別方法[j].計算機工程與應用,2011,47(15):5.doi:10.3778/j.issn.1002-8331.2011.15.042.”)。
6、因此，要獲得準確的信號信息，并迅速準確判斷調制類型，特別是在第一時間識別出常規雷達信號，則需要針對常規雷達信號的魯棒性調制特點，進行針對性處理和識別。
技術實現思路
1、為在實際應用場景下對常規雷達信號實現快速準確識別，本專利技術結合常規雷達信號在時域頻域的結構特性，設計了一種復雜條件下魯棒性常規雷達信號識別方法。通過信號時頻結構特性分析、自適應參數設置、自適應預處理、多特征域特性度量以及多指標聯合判定等步驟實現對常規雷達信號的直接識別，大幅縮短雷達信號脈內處理流程，且不受采集條件、信號參數、隨機干擾等影響，能夠適應實際復雜應用場景，具有計算復雜度低、魯棒性高等優勢。
2、本專利技術采用的技術方案為：一種復雜條件下魯棒性常規雷達信號識別方法，分為以下步驟：
3、s1.信號接收
4、將接收到的待處理信號用s0(n0)表示，其中n0表示采樣點的索引值，n0＝1,2,...,n0，n0表示初始信號長度，信號采樣率為fs；
5、s2.自適應窄帶濾波
6、s2.1采用基于dft的實正弦信號頻率估計方法估計信號s0(n0)的峰值頻點位置f0(具體方法參見文獻“[4]郭履翔.基于dft的實正弦信號頻率估計算法的研究[d],東南大學,2019.”)。
7、s2.2估計信號s0(n0)的帶寬bw0，具體步驟如下：
8、s2.2.1按照非參數化功率譜估計方法，得到信號s0(n0)的功率譜s(f)，其中f表示功率譜的頻率索引值，f＝-fs/2,...,fs/2。
9、s2.2.2尋找s(f)的峰值位置fmax，并從fmax向兩側搜索，記錄s(f)下降到峰值3db時對應的頻率值fl和fr，fl表示位于峰值左邊3db處的頻率值，fr表示位于峰值右邊3db處的頻率值。
10、s2.2.3計算fl和fr之間的距離，得到信號s0(n0)的帶寬估計值bw0＝fr-fl。
11、s2.3按照估計的峰值頻點位置f0和帶寬bw0，利用fft濾波器以f0為中心頻率對信號自適應濾波，具體步驟如下：
12、s2.3.1設置濾波帶寬因子δ，將頻域濾波的起始頻率設置為fstart＝f0-δ·bw0，截止頻率為fend＝f0+δ·bw0。由于常規雷達ns信號是單頻窄帶信號，實際應用中δ一般設置為0.55～0.85。
13、s2.3.2對s0(n0)進行nfft點的傅里葉變換，將其轉換到頻域，然后保持fstart和fend之間的頻率分量，將其余頻率成分全部置零，最后進行逆傅里葉變換，得到濾波后的信號s1(n0)，通常nfft取1024。
14、s3.脈沖前后沿檢測
15、s3.1檢測濾波后信號s1(n0)的包絡起始點nstart和終止點nend，具體方法如下：
16、s3.1.1計算信號包絡a(n0)＝|s1(n0)|，計算包絡的平均值
17、s3.1.2設置信號檢測門限tha，檢測信號包絡超過門限a(n0)≥tha·a部分對應的起點索引值nstart和終點索引值nend。一般取tha＝0.5。
18、s3.2利用nstart和nend對信號s1(n0)進行前后沿截取，即取信號索引值n0＝nstart,...,nend對應的s1(n0)部分作為截取后的信號s(n)，n表示新的信號索引，n＝1,2,...,n，n＝nend-nstart+1表示經截取后新的信號長度。
19、s4.脈寬判決
20、s4.1按照下式計算截取后信號s(n)的脈寬pw:...
【技術保護點】
1.一種復雜條件下魯棒性常規雷達信號識別方法，其特征在于，該方法分為以下步驟：
2.一種根據權利要求1所述復雜條件下魯棒性常規雷達信號識別方法，其特征在于：S2.3.1中，濾波帶寬因子δ設置為0.55～0.85。
3.一種根據權利要求1所述復雜條件下魯棒性常規雷達信號識別方法，其特征在于：S2.3.2中NFFT取1024。
4.一種根據權利要求1所述復雜條件下魯棒性常規雷達信號識別方法，其特征在于：S3.1.2中，信號檢測門限thA＝0.5。
5.一種根據權利要求1所述復雜條件下魯棒性常規雷達信號識別方法，其特征在于：S5.1中，差分階數L＝N/30。
6.一種根據權利要求1所述復雜條件下魯棒性常規雷達信號識別方法，其特征在于：S6.3中，門限thε設置為0.015～0.1。
7.一種根據權利要求1所述復雜條件下魯棒性常規雷達信號識別方法，其特征在于：S7.4.1中，時頻能量門限設置為0.7～0.9。
8.一種根據權利要求1所述復雜條件下魯棒性常規雷達信號識別方法，其特征在于：S8.1中，平滑階數
9.一種根據權利要求1所述復雜條件下魯棒性常規雷達信號識別方法，其特征在于：S8.3.2.4中，雙線性門限thN＝0.65。
10.一種根據權利要求1所述復雜條件下魯棒性常規雷達信號識別方法，其特征在于：S8.4.2.4中，雙線性門限thN＝0.65。
...【技術特征摘要】
1.一種復雜條件下魯棒性常規雷達信號識別方法，其特征在于，該方法分為以下步驟：
2.一種根據權利要求1所述復雜條件下魯棒性常規雷達信號識別方法，其特征在于：s2.3.1中，濾波帶寬因子δ設置為0.55～0.85。
3.一種根據權利要求1所述復雜條件下魯棒性常規雷達信號識別方法，其特征在于：s2.3.2中nfft取1024。
4.一種根據權利要求1所述復雜條件下魯棒性常規雷達信號識別方法，其特征在于：s3.1.2中，信號檢測門限tha＝0.5。
5.一種根據權利要求1所述復雜條件下魯棒性常規雷達信號識別方法，其特征在于：s5.1中，差分階數l＝n/30。
6.一種根據權利要求1...
【專利技術屬性】
技術研發人員：孫麗婷，黃知濤，柳征，王豐華，
申請(專利權)人：中國人民解放軍國防科技大學，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。